Sistema de drenaje sostenible.

Un sistema de drenaje sostenible está diseñado para reducir el impacto potencial de desarrollos nuevos y existentes con respecto a las descargas de drenaje de aguas superficiales. El término sistema de drenaje urbano sostenible no es el nombre aceptado, ya que la referencia ‘Urbana’ se ha eliminado para adaptarse a las prácticas de gestión sostenible del agua en zonas rurales.

Los sistemas de drenaje alternativos incluyen las técnicas utilizadas para minimizar los impactos de la urbanización en el ciclo natural del agua. En el entorno natural, parte del agua se filtra hacia el suelo o pasa a través de la evapotranspiración de las plantas y el excedente drena hacia los ríos y lagos. Sin embargo, el crecimiento urbano hace que surjan áreas impermeables, por lo que el flujo se vuelve más voluminoso y más rápido. Los sistemas de drenaje convencionales buscan la eliminación rápida del agua fuera del entorno urbano. Sin embargo, a menudo son incapaces de soportar el volumen drenado, lo que causa inundaciones.

Los sistemas alternativos de drenaje buscan reproducir en la medida de lo posible las condiciones naturales del ciclo hidrológico mediante la retención e infiltración del agua del suelo. Estas técnicas se pueden aplicar localmente, a través de estructuras de almacenamiento, reutilización del agua de lluvia y creación de áreas permeables en lotes. En el entorno urbano, las estructuras más grandes que almacenan temporalmente el volumen o promueven la infiltración en el suelo también son importantes para reducir el flujo de salida total, la velocidad del flujo y el transporte de sedimentos. Estas estructuras generalmente se integran fácilmente en el paisaje urbano.

Contextualización
En el entorno natural, el ciclo del agua promueve la circulación del agua entre la atmósfera, la superficie y el subsuelo. La incidencia de la energía solar provoca la evaporación del agua que forma las nubes que traen la lluvia. El agua también devuelve la atmósfera a través de la transpiración de las plantas. En la superficie, el agua de lluvia puede fluir a través de la superficie y, según la topografía, ir a los valles donde se encuentran los ríos. Parte del agua también puede filtrarse en las capas más profundas del suelo, que posteriormente regresan a la superficie en los manantiales o llegan a los acuíferos. El agua almacenada en los acuíferos generalmente actúa como reservorios para el mantenimiento de los niveles del río durante los períodos de sequía. Este ciclo ocurre continuamente.

Varios factores pueden alterar el ciclo hidrológico natural, incluidas las actividades humanas. Entre estos, la urbanización causa los mayores impactos. En los últimos siglos, la población humana se ha vuelto cada vez más poblada con centros urbanos. Este proceso se vuelve aún más intenso debido al crecimiento de la población. Sin embargo, especialmente en los países en desarrollo, el crecimiento urbano en las metrópolis y las grandes ciudades se produce de manera desordenada, lo que lleva a ocupaciones irregulares.

La construcción de edificios y caminos pavimentados, entre otras estructuras características en las ciudades, provoca la impermeabilización del suelo. De esta manera, el agua de lluvia que previamente se infiltra en el suelo se convierte en la escorrentía de la superficie, cuyo volumen aumenta en relación con el entorno natural. El mayor volumen de agua drenada alcanza rápidamente las áreas más bajas, causando inundaciones. Además de las pérdidas económicas, las inundaciones representan un riesgo para la salud y perjudican la calidad de vida de la población.

La calidad del agua que fluye a través de un evento de precipitación conlleva una gran cantidad de sedimentos y basura depositados en carreteras y edificios públicos. Esta carga es mayor al inicio de la precipitación. Aunque se acuerda que las redes de alcantarillado y alcantarillado deben separarse, las conexiones clandestinas pueden introducir desechos en la escorrentía, lo que favorece la proliferación de enfermedades transmitidas por el agua.

Fondo
El aumento de la urbanización ha causado problemas con el aumento de las inundaciones repentinas después de la lluvia repentina. A medida que las áreas de vegetación son reemplazadas por estructuras de concreto, asfalto o techos, que conducen a superficies impermeables, el área pierde su capacidad de absorber el agua de lluvia. Esta lluvia, en cambio, se dirige a los sistemas de drenaje de agua superficial, a menudo sobrecargando y causando inundaciones.

La idea detrás de SuDS es intentar replicar los patrones de drenaje de los sistemas naturales mediante el uso de soluciones rentables con bajo impacto ambiental para drenar el agua sucia y de la superficie a través de la recolección, el almacenamiento y la limpieza antes de permitir que se libere lentamente. en el medio ambiente, como en los cursos de agua. Esto es para contrarrestar los efectos de los sistemas de drenaje convencionales que a menudo permiten las inundaciones, la contaminación del medio ambiente (con el daño resultante a la vida silvestre) y la contaminación de las fuentes de agua subterránea utilizadas para proporcionar agua potable. El paradigma de las soluciones SuDS debe ser el de un sistema que sea fácil de administrar, que requiera poca o ninguna aportación de energía (excepto de fuentes ambientales, como la luz solar, etc.), resiliente al uso y atractivo tanto para el medio ambiente como para la estética. Ejemplos de este tipo de sistema son las cuencas (depresiones de paisajes poco profundos que están secas la mayor parte del tiempo cuando no llueve), jardines de lluvia (depresiones de paisajes poco profundos con arbustos o plantas herbáceas), cunetas (zanjas poco profundas, normalmente secas, de base ancha) , drenajes de filtro (drenaje de trinchera con grava), depósitos de biorrevención (depresiones poco profundas con capas de filtración de grava y / o arena debajo del medio de cultivo), lechos de caña y otros hábitats de humedales que recolectan, almacenan y filtran el agua sucia y proporcionan un hábitat para fauna silvestre.

Originalmente, el término SUDS describía el enfoque del Reino Unido para los sistemas de drenaje urbano sostenibles. Es posible que estos desarrollos no sean necesariamente en áreas «urbanas» y, por lo tanto, la parte «urbana» de SuDS generalmente se elimina para reducir la confusión. Otros países tienen enfoques similares implementados utilizando una terminología diferente, como las mejores prácticas de gestión (BMP) y el desarrollo de bajo impacto en los Estados Unidos, y el diseño urbano sensible al agua en Australia.

SuDS utiliza las siguientes técnicas:

fuente de control
Pavimento permeable como el hormigón permeable.
detención de aguas pluviales
infiltración de aguas pluviales
Evapo-transpiración (por ejemplo, desde un techo verde)

Un concepto erróneo común de SuDS es que reducen las inundaciones en el sitio de desarrollo. De hecho, el SuDS está diseñado para reducir el impacto que el sistema de drenaje de agua superficial de un sitio tiene en otros sitios. Por ejemplo, la inundación de alcantarillado es un problema en muchos lugares. La pavimentación o la construcción de terrenos pueden provocar inundaciones repentinas. Esto sucede cuando los flujos que entran en una alcantarilla exceden su capacidad y se desbordan. El sistema SuDS apunta a minimizar o eliminar las descargas del sitio, reduciendo así el impacto, y la idea es que si todos los sitios de desarrollo incorporaran SuDS, entonces la inundación de las alcantarillas urbanas sería un problema menor. A diferencia de los sistemas de drenaje de aguas pluviales urbanas tradicionales, SuDS también puede ayudar a proteger y mejorar la calidad del agua subterránea.

Sistemas de drenaje convencionales.
Los sistemas de drenaje convencionales están formados por una red de conductos que facilitan el flujo máximo de agua fuera de la ciudad. Sin embargo, la velocidad de flujo es significativamente alta. Con la impermeabilización de áreas urbanas, grandes volúmenes de agua se destinan desde los edificios y caminos directamente a la red de drenaje, que debe poder soportar grandes salidas de vez en cuando. Cuando no lo son, el agua se desborda y provoca inundaciones.

Durante mucho tiempo, los sistemas de drenaje de agua de lluvia se utilizaron como secundarios y no son estrictamente necesarios para el desarrollo urbano. Sin embargo, las estructuras urbanas creadas por los romanos durante más de dos mil años tienen redes de drenaje. En el siglo XIX, se empezaron a establecer redes de tuberías en Italia para eliminar el agua de lluvia y también las aguas residuales domésticas, eliminando el uso de fosas sépticas y áreas de acumulación de agua, cuya ocurrencia estaba directamente relacionada con la proliferación de enfermedades y la mortalidad. de personas y animales. Obras similares difundidas por toda Europa como medida preventiva. Por lo tanto, se asumió que la eliminación de aguas pluviales y aguas residuales de la ciudad sería la mejor manera de resolver los problemas de drenaje.

Sin embargo, los impactos causados ​​por la rápida eliminación del agua de la zona urbana no se consideraron hasta la década de 1960. En los países desarrollados, se percibieron los daños que esta forma de drenaje trajo al medio ambiente, debido al gran volumen que se introdujo en el agua aguas abajo, como la erosión y la contaminación de los recursos hídricos.

Caracteristicas
El ciclo hidrológico natural consiste en el equilibrio entre la infiltración, la evapotranspiración y el flujo, directamente influenciado por la topografía, la cubierta vegetal y la temperatura, entre otros. La formación de ciudades interfiere fuertemente con estas variables. Los sistemas alternativos de drenaje buscan minimizar los impactos causados ​​por la urbanización, promoviendo la infiltración del agua en el suelo y su retención. Los sistemas de drenaje alternativos tienen principios que se oponen a los sistemas de drenaje convencionales al buscar la retención de agua en lugar de expulsarla del entorno urbano lo más rápido posible. De esta manera, el volumen total de escorrentía disminuye, así como la velocidad del agua y el flujo máximo, lo que hace que las áreas aguas abajo sean menos propensas a las inundaciones y la erosión. La implantación de estos sistemas también evita la sobrecarga de la red de drenaje convencional. Otros beneficios incluyen mejorar la calidad del agua, que se contamina menos cuando pasa a través del filtrado natural para infiltrarse en el suelo. Su implantación también aporta beneficios al paisaje urbano, ya que la reproducción de las condiciones naturales tiene un efecto de paisaje positivo.

En las últimas décadas, los estudios sobre la aplicación de sistemas de drenaje alternativos se han vuelto importantes, especialmente en países desarrollados como los Estados Unidos y Canadá (Low Impact Development, LID), Reino Unido (Sustainable Urban Drainage Systems, SUDS), Australia (Water Sensitive Urban Design, WSUD) y Nueva Zelanda (Low Impact Urban Design and Development, LIUDD), todos con los mismos principios básicos. Sin embargo, en los países en desarrollo, el control cuantitativo de la escorrentía de la superficie urbana está mal distribuido y el control de la calidad de las aguas superficiales es prácticamente inexistente.

Tecnicas
Hay una serie de procedimientos que favorecen el mantenimiento de las condiciones naturales de escorrentía, que incluyen la retención o infiltración de agua en el suelo. Las estrategias para la implementación de sistemas alternativos de drenaje deben implementarse conjuntamente para promover una mayor eficiencia. Su aplicación se realiza de acuerdo con las condiciones locales, como la permeabilidad del suelo, las características de estos suelos y los riesgos de contaminación por productos químicos. Todavía hay cierta renuencia por parte de las autoridades públicas con respecto a la implementación de estos dispositivos, principalmente porque se desconoce su comportamiento a largo plazo. Su aplicación debe estar en línea con las condiciones locales, incluidas las redes de drenaje convencionales.

Principios
Se basan en un principio triple:

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almacenar temporalmente el agua de lluvia aguas arriba para amortiguar y ralentizar los flujos aguas abajo.
Infiltrar agua no contaminada en el suelo, siempre que sea posible, para reducir los volúmenes aguas abajo
Separe y trate el agua contaminada, las aguas pluviales y el agua de escorrentía por separado y asegúrese de que aquellos que se han ejecutado en sustratos contaminados (caminos, patios de fábrica, suelos contaminados, etc.) se traten de acuerdo con sus características (carga en microbios, detergentes, metales pesados, etc.). plaguicidas, contaminantes viales, etc.)

El cual involucra:

gestione y, si es posible, purifique el agua lo más cerca posible de su punto de caída, con soluciones pasivas (que no dependen de bombas, válvulas, válvulas y tuberías que puedan obstruirse, etc.) desde el techo, por ejemplo, con vegetación Terrazas, o cerca de la casa, con sistemas de valles y restauración de humedales funcionales (como lagunas naturales que también purifican el agua, que no es el caso de las alcantarillas que recolectan agua de lluvia)
evitar o limitar la escorrentía, que es un factor poderoso en la contaminación del agua y la rápida transferencia de contaminantes aguas abajo y hacia el mar (la turbidez del agua se ha convertido en uno de los parámetros más críticos para los cursos de agua. El agua del norte de Francia y muchas áreas urbanas o agrícolas son aradas) .

Control local
El control local de la escorrentía se refiere a técnicas de drenaje alternativas aplicadas a lotes urbanos o cerca de ellos. Estas técnicas incluyen el almacenamiento de agua en el techo. En los edificios, se pueden usar áreas relativamente planas para almacenar temporalmente el agua de lluvia. Sin embargo, para su aplicación, se debe considerar el cuidado adecuado con aislamiento y capacidad estructural para soportar el peso.

Los techos verdes, una cubierta de suelo que permite el crecimiento de las plantas en el techo, tienen una capacidad de almacenamiento relevante, además de favorecer la evapotranspiración y mejorar la calidad del agua que se filtra por la capa de suelo. De esta manera, reducen el flujo máximo y el volumen total drenado.

La reutilización del agua de lluvia también puede tener un impacto positivo en la reducción de la escorrentía, ya que disminuye la cantidad de agua que sale del lote. El agua almacenada, aunque no es potable, se puede usar en una variedad de tareas domésticas, al tiempo que se ahorra agua tratada.

Dispositivos de infiltración
Estos sistemas favorecen la entrada de agua en el suelo a través de la infiltración. Las trincheras de infiltración son trincheras lineales llenas de piedras, que permiten la penetración del agua y también favorecen su almacenamiento. En general, se integran en el entorno donde se implementan. Además de promover una mejor calidad del suelo a través de la filtración, las zanjas de infiltración también promueven la recarga de los acuíferos. Los desagües franceses son similares a las trincheras, pero en su interior pasa una tubería perforada, que permite que el agua escape de ella y se infiltre en el suelo. Las zanjas de tierra inundada pueden usarse para recolectar agua de lluvia y almacenarla temporalmente hasta que se produzca una infiltración completa. Se utilizan principalmente a lo largo de las carreteras, pero se pueden usar en jardines e incluso se pueden incorporar en áreas de ocio. Los pozos de infiltración son más profundos y menos extensos que las trincheras de infiltración, pero también están llenos de piedras. Una gran cantidad de sedimento en estos dispositivos puede comprometer su eficiencia, ya que las partículas bloquean el paso del agua.

Los pavimentos permeables permiten el paso del agua a través de sí mismo, que puede almacenarse debajo del pavimento o infiltrarse en las capas subterráneas. Entre los tipos de pavimento se encuentran el asfalto permeable y el concreto permeable, ambos usados ​​en áreas de tráfico ligero, como los estacionamientos. Los pavimentos semipermeables están formados por bloques de concreto huecos, cuya cavidad está llena de material granular, lo que también facilita el paso del agua al suelo. Las camas de retención biológica, o «jardín de lluvia», están diseñadas para recolectar agua de lluvia del área circundante y permitir que se infiltre o reduzca la velocidad del flujo, lo que reduce la cantidad de sedimento transportado por el agua, además de tener una función de paisaje. En general, las áreas verdes con la presencia de pastos y árboles en áreas urbanas pueden reducir significativamente la velocidad del flujo y reducir su volumen a través de la infiltración. También pueden retener una gran cantidad de sedimentos, por lo que se requiere un mantenimiento periódico.

Dispositivos de retencion
Los dispositivos de retención tienen el propósito principal de almacenar el agua proveniente del flujo y luego liberarla con menos flujo y velocidad. Las cuencas de retención tienen la ventaja de integrarse fácilmente en el entorno urbano, ya que es posible utilizarlas como área de ocio, ya que su llenado se produce solo con el evento de precipitación y, después de la cesación, se vacía. Sin embargo, no son eficientes para la eliminación de contaminantes. Las cuencas de infiltración son similares pero, además de almacenar el agua, permiten su infiltración en el suelo, reduciendo el volumen drenado. Por lo general, las áreas con césped se mantienen secas. Sin embargo, estos dispositivos tienen la desventaja de acumular una gran cantidad de sedimentos y basura que se cargan y depositan en estos lugares, lo que requiere una limpieza periódica.

Los humedales artificiales son áreas especialmente llenas de tierra, piedra y grava, mantenidas saturadas con agua, donde se introducen las plantas acuáticas. Son baratos de construir y traen muchos beneficios. Además de reducir considerablemente la velocidad del flujo, la calidad del agua se mejora mediante la eliminación de contaminantes solubles o en partículas (incluidos los metales) por acción biológica y sedimentación. También proporcionan refugio para especies silvestres y pueden servir como áreas educativas y recreativas. Sin embargo, su manejo debe hacerse con cuidado, porque los seres vivos que normalmente habitan allí son sensibles.

Ventajas
Lucha contra inundaciones y sequías.
Reposición de agua subterránea
Costo reducido en comparación con las soluciones convencionales (tuberías, bombas).
Descargas menos contaminantes en el medio natural.
Confiabilidad (desarrollando los sistemas pasivos más autosostenibles y las soluciones eco-técnicas posibles, a través de procesos de ecosistemas naturales.

Ejemplos de técnica «Alternativa»
Combinan diversas soluciones como:

carreteras – embalse
El material altamente poroso está diseñado para almacenar temporalmente el agua de lluvia, con una liberación lenta para obstruir las inundaciones. El agua se purifica, en cierta medida, mediante la filtración a través de las bacterias en el sustrato.
Las estructuras enterradas equivalentes pueden recibir el agua de los pavimentos, inyectados por desagües adecuadamente dispuestos si el revestimiento es impermeable.
Después del almacenamiento, si existe un riesgo de contaminación, el agua puede ser evacuada a una salida destinada a su purificación (planta de purificación o laguna natural, según el tipo de riesgo …)

Bien absorción
Son pozos de inyección en el acuífero. Por lo tanto, requieren que el agua esté muy limpia, por lo que se les prefiere los pozos de infiltración, ya que el agua se purifica mediante la filtración en el suelo y / o un sustrato purificador preparado antes de llegar al acuífero.

Zanjas y / o valles.
permiten su almacenamiento al aire libre antes de la infiltración y / o evapotranspiración de las plantas que purifican el agua de nitratos, fosfatos y algunos de sus contaminantes;

Drenaje de trincheras
Estructuras lineales, superficiales con un volumen de amortiguación que permite el almacenamiento temporal de agua que luego puede tratarse, lagunar o infiltrarse en el suelo.

Cuencas de infiltración vegetadas.
(Incluso puede ser un jardín de inundación, diseñado para que no haya una isla donde los niños puedan sorprenderse con el aumento de agua): son un tamaño más importante que las soluciones anteriores y están posicionados para recolectar flujos masivos de agua de escorrentía, antes de purificar ellos y lentamente se filtran en el suelo después del almacenamiento temporal.

Losas de nido de abeja engazonnables
En HDPE por ejemplo, resistente a los rayos UV y para algunos modelos 100% reciclado y reciclable. Colocados correctamente, permiten el 90% de la podredumbre o revegetación de la flora silvestre (siempre que no crezca leñoso). Algunos modelos facilitan el flujo de lombrices de tierra de una célula a otra. El agua de lluvia se purifica parcialmente y se infiltra en el suelo. Soportan hasta 200 toneladas por m², evitan la formación de surcos y posiblemente la erosión de la pendiente. Si el número de vehículos no es demasiado importante, permiten construir aparcamientos verdes o verdaderos caminos con vegetación permanente (por ejemplo, en algunos distritos ecológicos). Los caballos pueden sentirse avergonzados por la sensación inusual que experimentan en este suelo.

Condiciones para el exito
Es una buena transversalidad de los servicios de carreteras, saneamiento, espacios verdes, que deben funcionar río arriba y pueden asociarse de manera útil los servicios de un paisajista y un ecologista para desarrollar una gestión ecológica y, por lo tanto, diferenciada, favorable para una mejor gestión y purificación del agua. ADOPTA ha demostrado que estas soluciones proporcionan ahorros muy significativos si se cumplen las siguientes condiciones:

las soluciones se basan en un diagnóstico relevante;
tienen en cuenta el creciente riesgo climático, así como las limitaciones y oportunidades de los sitios en cuestión;
se integran de manera coherente y desde el inicio de los proyectos;
Se integran a escala de cuenca.

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